Otro misterio sobre la energía oscura: ¿se desintegrará el universo?
Los resultados del estudio sobre la energía oscura (The Dark Energy Survey) ya se han hecho públicos y han desvelado otro misterio más sobre ella. La energía oscura parece ser mucho más complicada de lo que pensábamos.
Se creó un ambicioso proyecto con el objetivo de comprender mejor la energía oscura junto con varios países, incluido Brasil. En este proyecto, la idea era cartografiar la distribución de las galaxias y observar fenómenos como las supernovas durante años. Las observaciones tuvieron lugar entre 2013 y 2019.
Desde 2020, la colaboración analiza datos para comprender cómo se está expandiendo el universo y el ritmo de esta expansión. La constante cosmológica que está directamente relacionada con esta tasa de expansión es un punto sensible en la Astronomía. Esto se debe a que dependiendo del instrumento observado el valor parecía ser diferente. La encuesta pondría fin a esta discusión.
Recientemente se ha publicado un nuevo artículo de esta colaboración. En él, analizan unas 1500 supernovas de tipo Ia obtenidas durante 5 años de observación. Con estos datos, llegaron a la conclusión de que quizá la energía oscura sea más complicada de lo que pensábamos.
Energía oscura
Se estima que el 70 % del universo está formado por algo llamado energía oscura. La energía oscura sería la responsable de la aceleración en la expansión del Universo. Tendría un efecto opuesto al de la gravedad que es atractiva, la energía oscura tendría un efecto repulsivo provocando que los objetos del universo se alejaran.
A día de hoy no sabemos de qué está hecho el 70 % del universo considerando sólo la energía oscura. Si se considera la materia oscura, este valor se eleva al 95 %. Esto aumenta el interés de los astrónomos por intentar responder: ¿de qué está hecho el universo en el que vivimos?
¿Cómo calcular la tasa de expansión del universo?
A principios del siglo XX, con el trabajo de Edwin Hubble, se sabía que el universo se estaba expandiendo. Sin embargo, no fue hasta finales del siglo pasado que un descubrimiento impactante cambió la forma en que vemos el cosmos: el universo de forma acelerada. Como tiene una aceleración, se espera que una interacción la esté provocando.
Las primeras mediciones utilizaron supernovas de tipo Ia, que se producen cuando explotan enanas blancas. Lo curioso de este tipo de supernova es que es prácticamente igual independientemente de dónde esté la estrella o cómo explotó. Es decir, el brillo que emite una supernova Ia es bien conocido.
De este modo, las supernovas Ia sirven como velas cósmicas. Como sabemos exactamente lo brillantes que son y cuáles son sus propiedades, podemos comparar el efecto que tiene la expansión del universo en función de la distancia desde la supernova hasta nosotros. Incluso es posible cuantificar cuánto se expande el universo desde ese punto hasta nosotros.
Cuando Einstein pensó que estaba equivocado
Al presentar sus ecuaciones de la relatividad general, Albert Einstein introdujo una herramienta para comprender el universo a gran escala. En sus ecuaciones originales, Einstein añadió un término que llamó constante cosmológica. Más tarde asumió que la constante era un error y la descartó.
Cuando las observaciones con supernovas Ia mostraron que el universo se está expandiendo a un ritmo acelerado, la constante cosmológica fue necesaria para que la teoría encajara con las observaciones. Incluso cuando el propio Einstein admitió que estaba equivocado en un concepto, más tarde se demostró que tenía razón.
Constante cosmológica
La constante cosmológica es un parámetro que está relacionado con la tasa de expansión y la energía oscura. En realidad, esta constante define la energía del vacío y se espera que tenga un valor igual a -1. Este valor puede darnos predicciones sobre la energía oscura e incluso sobre cómo terminaría el universo.
Dependiendo del valor se han creado diversas propuestas sobre el fin del universo. Lo más común, para la constante con valor -1, es que el universo terminaría con muerte térmica. Otros valores propuestos indicarían Big Rip o Big Freeze.
¿Qué encontró el Dark Energy Survey?
Después de 5 años de observaciones y alrededor de 4 años de análisis, la colaboración Dark Energy Survey publicó los resultados encontrados. Si bien la densidad de la materia oscura coincidía con el valor esperado, la colaboración encontró que la constante cosmológica tenía un valor de -0,80.
Este valor es el mejor resultado en años de observaciones y el intervalo está bien definido. Esto indicaría que o estamos midiendo algo que no es necesariamente la constante cosmológica o necesitamos una nueva explicación para la materia oscura que es más compleja de lo que pensábamos.